Nam, Young Ho;Choi, Ahyoung;Hwang, Buyng Su;Chung, Eu Jin
Korean Journal of Microbiology
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v.54
no.4
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pp.428-435
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2018
In this study, we isolated and identified bacteria from freshwater and soil collected from Osang reservoir, to screen antimicrobial bacteria against various pathogenic bacteria. 38 strains were isolated and assigned to the class Proteobacteria (22 strains), Actinobacteria (7 strains), Bacteroidets (6 strains), and Firmicutes (3 strains) based on 16S rRNA gene sequence analysis. Among them, strain OS17 showed a good growth inhibition against 5 methicillin-resistant Staphylococcus aureus subsp. aureus strains and Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Filobasidium neoformans. As a result of the 16S rRNA gene sequence analysis, strain OS17 show the high similarity with Burkholderia ambifaria $AMMD^T$, B. diffusa $AM747629^T$, B. tettitorii $LK023503^T$ 99.8%, 99.7%, 99.6%, respectively. We investigated cell growth and antimicrobial activity according to commercial culture medium, temperature, pH for culture optimization of strain OS17. Optimal conditions for growth and antimicrobial activity in strain OS17 were found to be: YPD medium, $35^{\circ}C$ and pH 6.5. When the strain was cultured in LB, NB, TSB, R2A media at $20^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$, the antimicrobial activity did not show. Culture filtrate of strain OS17 showed antimicrobial activity against 5 MRSA strains, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, and Filobasidium neoformans with inhibition zones from 2 to 8 mm. Optimal reaction time was 48 h in YPD medium, 100 rpm and 0.3 vvm in 2 L-scale fed-batch fermentation process for antimicrobial activity. Culture optimization of strain OS17 can be improved on antimicrobial activity. Therefore, the antimicrobial activity of Burkholderia sp. OS17 had potential as antibiotics for pathogens including MRSA.
This study aimed to optimize gamma-aminobutyric acid (GABA) production by employing five strains of lactic acid bacteria (LAB) that were capable of high cell growth and GABA production using a modified synthetic medium. GABA production in the strains was qualitatively confirmed via detection of colored spots using thin layer chromatography. Lactobacillus plantarum SGL058 and Lactococcus lactis SGL027 were selected as the suitable strains for GABA production. The conditions of the carbon and nitrogen sources were determined as 5 g/l glucose (L. plantarum SGL058), 5 g/l lactose (L. lactis SGL027), 10 g/l yeast extract (L. plantarum SGL058), and 20 g/l yeast extract (L. lactis SGL027) for GABA production. The cell growth, monitored by optical density at 600 nm, was 5.93 for L. plantarum SGL058. This value was higher than the 3.04 produced by L. lactis SGL027 at 36 h using a 5-L fermenter. The highest concentration of GABA produced was 546.7 ㎍/ml by L. plantarum SGL058 and 404.6 ㎍/ml by L. lactis SGL027, representing a GABA conversion efficiency of (%, w/w) of 4.0% and 3.4%, respectively. The fermentation profiles of L. plantarum SGL058 and L. lactis SGL027 provide a basis for the utilization of LAB in GABA production using a basal synthetic medium.
Ligninolytic enzymes were produced by Pleurotus ostreatus No.42, cultivated in a new kind of bioreactor that has a rotating draft tube with a helical ribbon. Maximum laccase (Lac) production (about 8,200 U/bioreactor) was reached after 3 days of incubation, then production decreased. Production of manganese peroxidase (MnP) in this fermenter reached a maximum level of about 8,400 U/bioreactor after 6 days of incubation. Lignin peroxidase (LiP) was not detected under these growth conditions. These results indicate that the rotary draft tube bioreactor (RTB) is compatible with large scale production of ligninolytic enzymes. MnP produced under these fermentation conditions was purified via a multistep process that included chromatography on Sepharose CL-6B, prep grade Superdex 75, and Mono-Q. This major isoenzyme was confirmed to have an apparent molecular weight of 36,400 by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), and its isoelectric point (IEF) was determined to be 3.95. N-terminal sequencing of the major isoenzyme from this fermentation was identical to that reported for an MnP3 isoenzyme isolated under different cultivation conditions, including stationary and shaking culture.
Microalgae do not require much land and make a higher efficient oil production. However, it costs still much higher than other biodiesel resources, such as crops. Sugars charge 80% of culture media when microalgae are massively cultured in the fermenter. This study aims to develop a cost-efficient process for sugar production from Chinese cabbage byproducts. Pre-treatment with 0.25% H2SO4 was most effective when chopped cabbage was incubated 50℃/130 rpm for 24 hours. To hydrolyze cabbage cellulose, we used cellulases secreted from Trichoderma. harzianum. T. harzianum was cultured at 28℃/pH 7/130 rpm for five days. Optimal enzymatic activity of cellulase was obtained by incubating at 0.24 FPU/ml/45℃/pH 5/130 rpm for three days. In comparison to other agricultural waste, such as rice straw, green tea leaves, and palm residue, Chinese cabbage produced the highest sugar yield. We found the optimal conditions to produce sugar from Chinese cabbage byproducts as a carbon source to culture biodiesel-producing microalgae. The efficient process developed in this study helps microalgae as a sustainable alternative energy source by cost-down.
Jun-Kyung Park;Seonghun Im;Jeong Won Kim;Jung-Hwan Ji;Kong-Min Kim;Haeseong Park;Yeong-Seok Yoon;Hang-Yeon Weon;Gui Hwan Han
Korean Journal of Environmental Agriculture
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v.42
no.4
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pp.259-268
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2023
Rhodococcus sp. 3-2 strain has been reported to degrade benzimidazole-based pesticides, such as benomyl and carbendazim. Therefore, this study aimed to optimize culture medium composition and culture conditions to achieve cost-effective and efficient large-scale production of the Rhodococcus sp. 3-2 strain. The study identified that the optimal media composition for mass culture comprised 0.5% glucose, 0.5% yeast extract, 0.15% NaCl, 0.5% K2HPO4, 0.5% sodium succinate, and 0.1% MgSO4. Additionally, a microbial agent was developed using a 1.5-ton fermenter, with skim milk (20%), monosodium glutamate (15%), and vitamin C (2%) as key components. The storage stability of the microbial agent has been confirmed, with advantages of low temperature conservation, which helps to sustain efficacy for at least six months. We also assessed the benomyl degradation activity of the microbial agent within field soil. The results revealed an over 90% degradation rate when the concentration of viable cells exceeded 2.65 × 106 CFU/g after a minimum of five weeks had elapsed. Based on these findings, Rhodococcus sp. 3-2 strain can be considered a cost-effective microbial agent with diverse agricultural applications.
Monascus pilosus (KCCM 60160) in submerged culture was optimized based on culture medium and fermentation conditions. Monacolin-K (Iovastatin), one of the cholesterol lowing-agent which was produced by Monascus pilosus may maintain a healthy lipid level by inhibiting the biosynthesis of cholesterol. Plackett-Burman design and response surface method were employed to study the culture medium for the desirable monacolin-K production. As a result of experimental designs, optimized production medium components and concentrations (g/L) were determined on soluble starch 96, malt extract 44.5, beef extract 30.23, yeast extract 15, $(NH_4)_2SO_4$ 4.03, $Na_2HPO_4{\cdot}12H_2O$ 0.5, L-Histidine 3.0, $KHSO_4$ 1.0, respectively. Monacolin-K production was improved about 3 times in comparison with shake flask fermentation of the basic production medium. The effect of agitation speed (300, 350, 400 and 450 rpm) on the monacolin-K production were also observed in a batch fermenter. Maximum monacolin-K production with the basic production medium was 68 mg/L when agitation speed was 500 rpm. And it was found that all spherical pellets (average diameter of $1.0{\sim}1.5mm$) were dominant during fermentation. Based on the results, the maximum production of 185 mg/L of monacolin-K with the optimized production medium was obtained at pH (controlled) 6.5, agitation rate 400 rpm, aeration rate 1 vvm, and inoculum size 3%.
In this study, the author examined the fermentative abilities and baking properties of commercial baker's yeasts and suggested the fundamental data for the development of the yeast products industry. Carbon dioxide production, expansion abilities of doughs, and maltose fermentative abilities were measured with commercial yeasts. The fermentative abilities of various bread doughs were determined in comparison to a reference yeast and a selected yeast from commercial yeast. Various breads were prepared by these two yeasts and their sensory properties were evaluated. Y7, followed by Y5 and Y4, showed higher ability than any other commercial yeasts in the gassing power of the dough, as measured by a Meissle fermenter. In the expansion abilities of the doughs made from various yeasts by M-Cylinder, Y7, followed by Y4 and Y5, showed the best expansion ability the results were similar to those for gassing power. Therefore, Y7 was selected. The maltose fermentative abilities of various yeasts in Atkin's liquid medium showed a higher value in Y5, Y7 and Y 4. Selected yeast Y7 and the reference yeast K were used for determining the fermentative abilities of various bread doughs. For the various breads prepared by K and Y7, the qualities of the breads such as volume, weight and specific volume were measured. The volume by Y7 was higher in the straight dough bread, and that by K was higher in the sponge dough bread. In the sweet dough bread, both Y7 and K were excellent groups for it. Sensory properties of various breads made from K scored high on the items such as external properties and color in the straight dough bread. It also acquired a good score on the item of the crusts in the sweet dough bread. The overall acceptability of Y7 and K were similar.
A microorganism capable of producing high level of poly-3-hydoxybutyrate (PHB) from xylose was isolated from soil. The isolated strain J-65 was identified as Bacillus megaterium based on the morphological, biochemical and molecular biological characteristics. The optimum temperature and pH for the growth of B. megaterium J-65 were $37^{\circ}C$ and 8.0, respectively. The optimum medium composition for the cell growth was 2% xylose, 0.25% $(NH_4)_2SO_4$, 0.3% $Na_2HPO_4{\cdot}12H_2O$, and 0.1% $KH_2PO_4$. The optimum condition for PHB accumulation was same to the optimum condition for cell growth. Copolymer of ${\beta}$-hydroxybutyric and ${\beta}$-hydroxyvaleric acid was produced when propionic acid was added to shake flasks containing 20 g/l of xylose. Fermenter culture was carried out to produce the high concentration of PHB. In batch culture, cell mass was 9.82 g/l and PHB content was 35% of dry cell weight. PHB produced by B. megaterium J-65 was identified as homopolymer of 3-hydoxybutyric acid by GC and NMR.
Park, Chan-Woo;Jang, Se-Young;Park, Eun-Ji;Yeo, Soo-Hwan;Jeong, Yong-Jin
Korean Journal of Food Science and Technology
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v.44
no.2
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pp.207-215
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2012
Six different mashing types ((A) $koji$+purified enzyme, (B) $koji$+crude enzyme, (C) $koji$+$nuruk$, (D) $koji$+purified enzyme+$nuruk$, (E) $koji$+crude enzyme+$nuruk$, (F) purified enzyme+$nuruk$) had been established, according to fermentation agents and a mixing rate of rice $makgeolli$, in this study. The alcohol content was the highest in the mashing type (C), which was 13.6%, followed by (D) 13.5%, (A) 13.1%, (B) 12.9%, (E) 12.7% and (F) 12.1%. The reducing sugar content of (A) was the highest with 401.6 mg% and those of (B), (C), (D) and (F) were between 337.3- 380.9 mg%. The alcohol components were found and tended to increase during the fermentation. The oligo-saccharides content was the highest in (D) with 1251.3 mg%, which was followed by (E) 1,219.2 mg%, (C) 1,141.4 mg%, (A) 1,049.9 mg% and 973.8 mg% in (B). The total free amino acid was highest in (B) with 781.4 mg% and followed by (C) 703.2 mg%, (D) 702.6 mg%, (E) 678.7 mg%, (A) 630.4 mg% and (F) 328.7 mg% in order. There were 16 different types of volatile flavor components, in the mashing types (A) and (B), in addition to 15 different types of those in type (C), as well as 14 different types of those in (D), (E) and (F). There were significant differences in the overall preference between the type (A) and (C).
Kim, Jae-Sik;Kim, Jin-Wook;Shim, Won;Min, Byoung-Cheol;Kim, Jung-Wan;Park, Kwan-Hwa;Pek, Un-Hua
Korean Journal of Food Science and Technology
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v.31
no.2
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pp.465-474
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1999
RNase activity of Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754 was investigated to obtain strains with high ribonucleic acid (RNA) content. The yeast strain contained two RNase activities; an acidic RNase with a optima of pH $3{\sim}4$ and an alkaline RNase with a optima pH 9. The acidic RNase activity was inhibited by $0.08\;M\;HgCl_{2}$ most drastically. The alkaline RNase activity was inhibited by 2.0 M NaCl or KCl, while enhanced by addition of $0.05\;M\;CaCl_{2},\;0.02\;M\;ZnSO_{4},\;or\;0.008\;M\;HgCl_{2}$. Various mutants of Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754 were isolated by ethylmethane sulfonate (EMS) treatment or $\gamma$-ray/ultra violet irradiation. Among the mutants that were sensitive to high concentration of KCl which inhibits alkaline RNase, B24 was selected for high RNA content per culture volume. Growth characteristics of the mutant were comparable to those of the mother strain with optimum growth at pH $4.5{\sim}5.5$. The mutant accumulated higher content of RNA than the mother strain when glucose was used as the carbon source. However, both growth rate and total RNA content of the mutant were higher in molasses medium than in glucose medium. RNA content of the mutant increased rapidly during the early stage of growth, and then decreased gradually until the culture reached stationary phase by a fed-batch culture in a 5 L jar fermenter. Maximal cell harvest and the final RNA content using the mutant B24 were 69.6 g/L culture broth and 19.8 g/100 g of the dry cell while those using the mother strain were 68 g/L culture broth and 16.1 g/100 g of dry cell, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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